單片機是指在一塊芯片上集成CPU、ROM（或EPROM）、RAM、并行和串行I/O接口，以及定時/計數(shù)器等多種功能部件的微型計算機，這種微型計算機也可稱為微控制器。它具有集成度高，可靠性高，性能價格比高，適應(yīng)溫度范圍寬，抗干擾能力強，小巧、靈活，易于實現(xiàn)機電一體化等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于檢測、控制、智能化儀器儀表，以及生產(chǎn)設(shè)備自動化、家用電器等領(lǐng)域。 本書繼承和發(fā)揚了第1版的風(fēng)格和特色，增加了補碼運算并刪除了部分舊內(nèi)容，以MCS-51單片機為主線，系統(tǒng)介紹了單片機的組成、匯編語言、指令系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)，以及A/D和D/A接口等問題，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了單片機的實驗。 本書可作為高等院校教材，也可作為廣大科技人員的參考書。
楊峰，漢族，1964年2月出生，山東省招遠人，中共黨員，1988年6月畢業(yè)于山東大學(xué)無線電電子學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位。現(xiàn)為山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授、碩士生導(dǎo)師、通信工程系主任。主要研究領(lǐng)域為通信信號處理、無線通信網(wǎng)絡(luò)、多媒體信息處理與通信等，參與國家自然科學(xué)基金項目1項，主持省級和校級教改項目5項，在EI會議及SCI期刊、EI期刊等核心期刊上發(fā)表論文30余篇，主編教材和編著著作5部，獲國家發(fā)明專利授權(quán)7件、實用新型專利授權(quán)4件；獲得省科技進步二等獎等獎項3項，獲得省級教學(xué)成果獎一等獎1項、校級教學(xué)成果獎一等獎1項。指導(dǎo)碩士研究生30多名。
目 錄
第1章 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及計算機概述 1
1.1 數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示 1
1.1.1 進制 1
1.1.2 進制之間的轉(zhuǎn)換 5
1.1.3 帶符號數(shù)表示 7
1.1.4 定點表示與浮點表示 10
1.2 二進制數(shù)的運算 12
1.2.1 算術(shù)運算 12
1.2.2 邏輯運算 13
1.2.3 補碼的加減運算 14
1.3 非數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示 16
1.3.1 漢字ASCII碼 16
1.3.2 漢字編碼 17
1.4 微型計算機概述 18
1.4.1 有關(guān)微型計算機系統(tǒng)的幾個概念 18
1.4.2 微型計算機的結(jié)構(gòu) 19
1.4.3 微處理器的基本結(jié)構(gòu)介紹 20
1.4.4 程序執(zhí)行過程 21
本章小結(jié) 22
練習(xí)題 22
第2章 存儲器 24
2.1 存儲器基礎(chǔ) 24
2.1.1 存儲器的分類 24
2.1.2 半導(dǎo)體存儲器的性能指標(biāo) 24
2.1.3 半導(dǎo)體存儲器的特點 25
2.2 隨機存取存儲器 26
2.2.1 RAM的基本結(jié)構(gòu) 26
2.2.2 SRAM的基本存儲電路 27
2.2.3 DRAM基本存儲電路 28
2.2.4 RAM舉例 28
2.3 只讀存儲器 31
2.3.1 ROM的基本結(jié)構(gòu) 31
2.3.2 掩模ROM原理 31
2.3.3 PROM原理 32
2.3.4 EPROM原理 32
2.3.5 ROM舉例 34
2.3.6 閃速存儲器 35
2.4 一般CPU與存儲器的連接及擴展 36
2.4.1 連接中應(yīng)考慮的問題 36
2.4.2 存儲器位數(shù)的擴展 37
2.4.3 存儲器字?jǐn)?shù)的擴展 37
2.4.4 存儲器字?jǐn)?shù)和位數(shù)的擴展 41
2.4.5 CPU與ROM和RAM芯片的連接 41
本章小結(jié) 41
練習(xí)題 41
第3章 MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)與原理 43
3.1 MCS-51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 43
3.1.1 存儲器結(jié)構(gòu) 43
3.1.2 CPU結(jié)構(gòu) 47
3.1.3 I/O端口 51
3.1.4 定時/計數(shù)器 52
3.1.5 中斷系統(tǒng) 53
3.2 MCS-51單片機的引腳及其功能 53
3.3 MCS-51單片機的工作方式 56
3.3.1 復(fù)位方式 56
3.3.2 程序執(zhí)行方式 57
3.3.3 節(jié)電方式 57
3.3.4 EPROM編程和校驗方式 60
3.4 MCS-51單片機的時序 60
3.4.1 機器周期和指令周期 61
3.4.2 MCS-51指令的取指/執(zhí)行時序 61
3.4.3 訪問片外ROM/RAM的指令時序 63
3.5 MCS-51單片機外部存儲器的擴展 65
3.5.1 程序存儲器的擴展 65
3.5.2 數(shù)據(jù)存儲器的擴展 66
本章小結(jié) 68
練習(xí)題 68
第4章 指令系統(tǒng)與程序設(shè)計 70
4.1 指令的格式與尋址方式 70
4.1.1 指令的格式 70
4.1.2 尋址方式 71
4.2 MCS-51的指令系統(tǒng) 72
4.2.1 數(shù)據(jù)傳送類指令 72
4.2.2 算術(shù)運算類指令 74
4.2.3 邏輯操作類指令 77
4.2.4 程序控制類指令 79
4.2.5 布爾位操作指令 81
4.3 MCS-51的偽指令 83
4.4 匯編語言程序設(shè)計步驟與結(jié)構(gòu) 86
4.4.1 程序設(shè)計步驟 86
4.4.2 程序流程圖 87
4.4.3 程序的基本結(jié)構(gòu) 87
4.5 順序程序設(shè)計 88
4.6 分支程序設(shè)計 89
4.7 循環(huán)程序設(shè)計 94
4.8 子程序與運算程序設(shè)計 98
4.8.1 子程序設(shè)計 98
4.8.2 運算程序設(shè)計 103
4.9 宏匯編 108
4.9.1 宏定義 108
4.9.2 宏調(diào)用 109
4.9.3 局部標(biāo)號 109
4.9.4 文件包含 110
本章小結(jié) 110
練習(xí)題 110
第5章 MCS-51單片機的功能模塊原理 113
5.1 微型計算機的輸入/輸出 113
5.1.1 I/O接口的作用 114
5.1.2 外部設(shè)備的編址 114
5.1.3 I/O數(shù)據(jù)的4種傳送方式 116
5.2 中斷的基本概念及MCS-51的中斷系統(tǒng) 119
5.2.1 中斷的基本概念 119
5.2.2 MCS-51的中斷系統(tǒng) 123
5.3 定時/計數(shù)器 133
5.3.1 定時/計數(shù)器控制與狀態(tài)寄存器 133
5.3.2 定時/計數(shù)器的工作方式 135
5.3.3 定時/計數(shù)器的初始設(shè)置 137
5.3.4 應(yīng)用舉例 138
5.4 串行通信及串行接口 141
5.4.1 串行通信的基本知識 142
5.4.2 MCS-51系列單片機的串行接口 145
5.4.3 MCS-51系列單片機的串行接口的應(yīng)用 151
本章小結(jié) 156
練習(xí)題 156
第6章 I/O接口擴展及單片機綜合應(yīng)用 158
6.1 I/O接口擴展概述 158
6.1.1 I/O接口的作用 158
6.1.2 I/O接口的編址 159
6.1.3 I/O數(shù)據(jù)的傳送方式 159
6.1.4 數(shù)據(jù)總線隔離技術(shù) 160
6.2 用TTL芯片擴展簡單的I/O接口 161
6.2.1 用74LS377擴展8位并行輸出接口 161
6.2.2 用74LS244擴展8位并行輸入接口 162
6.3 MCS-51與可編程并行I/O芯片8255A的接口 162
6.3.1 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其引腳功能 162
6.3.2 8255A的工作方式及其初始化編程 164
6.4 A/D與D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 169
6.4.1 自動測控系統(tǒng)的構(gòu)成 169
6.4.2 D/A轉(zhuǎn)換器（DAC） 171
6.4.3 MCS-51對8位DAC0832的接口 175
6.4.4 ADC0809的接口 178
6.4.5 ADC0809與MCS-51的連接及其應(yīng)用 181
6.5 MCS-51單片機綜合應(yīng)用實例 183
6.5.1 設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)的基本步驟 183
6.5.2 籃球?qū)ｍ椉寄芫C合測試儀需求分析和總體設(shè)計 186
6.5.3 LED數(shù)碼管接口 187
6.5.4 鍵盤輸入接口 191
6.5.5 籃球?qū)ｍ椉寄芫C合測試儀的總體功能實現(xiàn) 197
6.5.6 籃球綜合技能測試儀和個人計算機的程序通信 202
練習(xí)題 203
附錄A MCS-51實驗指導(dǎo) 207
實驗一 拆字實驗 207
實驗二 清零實驗 208
實驗三 數(shù)據(jù)傳送子程序 209
實驗四 多分支實驗 210
實驗五 P3.3口輸入、P1口輸出 211
實驗六 8255A控制交通燈 212
實驗七 脈沖計數(shù)（定時/計數(shù)器實驗） 213
實驗八 A/D轉(zhuǎn)換實驗 214
附錄B MCS-51指令一覽表 216
附錄C DVCC試驗箱操作命令簡介 220
C.1 鍵盤布置 220
C.2 鍵盤監(jiān)控工作狀態(tài) 221
C.3 鍵盤監(jiān)控操作命令介紹 223
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